当代建筑设计的媒介化、虚拟化与数字化

汪 瑜



当代建筑设计的媒介化、虚拟化与数字化

汪 瑜

（宿州学院 美术与设计学院，安徽 宿州 234000）

从当代信息社会文化特征出发，探索其对建筑领域的影响，指出当代许多建筑师纷纷突破了传统空间观念的藩篱，并敏感地捕捉了信息时代的精神，在建筑设计中呈现出表皮媒介化、空间虚拟化、过程数字化的特征。

当代；建筑设计；媒介化；虚拟化；数字化

当今社会，信息化趋势已经在文化、科技、经济、交通等各个领域显现，并不断启发和改变着人类的生活方式和思维模式。如果说工业时代人们的思维模式倾向于“分析”，那么在当今信息时代则表现为“整合”。人们的文化价值观正逐渐超越了“传统与现代”、“地域与国际”等二元对立的模式，开始强调事物之间的关联性、互补性与混融性。建筑学藉此获得了发展的契机，不再只关注于空间要素的内在关系，而是以一种更加多元、开放、动态的思路寻求与信息时代的呼应。同时，随着信息自我衍生与繁殖的能力迅速增强，当代一些建筑师们开始转换传统的空间观念，思考建筑在这一社会现象下的存在状态，在设计中充分挖掘建筑的信息获取与传播能力，并广泛运用当代数字技术、多媒体光电技术、虚拟现实技术等信息技术革命的成果，使当代建筑设计呈现出表皮媒介化、空间虚拟化和过程数字化的特征。

一、表皮媒介化

表皮媒介化是指在建筑设计中，将表达信息的文字、符号、图像、影像等运用在建筑表皮上，使建筑表皮成为了传播信息的工具，从而具有了媒介化的特征。

一直致力于研究大众文化的伯明翰学派（Birmingham School）以一种哲学的观点阐释了媒介的概念：“媒介是一种感官体验或思想表达过程中的中间物。”[1]可以简单地理解为媒介就是传递信息的载体、沟通信息的通道。媒介理论家马歇尔·麦克卢汉（Marshall McLuhan）认为媒介就是信息，它不仅是一种有意义的中介，能够通过其承载的视觉形象或符号传递信息，同时，媒介本身也具有积极的能动作用，能够对人的感官产生影响。

随着信息时代的来临，建筑作为一种重要的文化形式也开始注重信息的传递。马丁· 海德格尔（Martin Heidegger）曾说道：世界正在遭遇“图像时代”，我们存在的世界正在被图像化。作为信息消费的对象，建筑也通常被图像所包围，而建筑表皮则成为了视觉图像的展示场。可以说，“建筑表皮不再仅仅表达建筑的构造或功能，更多的是展示出信息或者使自身成为当代媒介中的一支。”[2]越来越多的建筑表皮借由其物质属性和可视性特征，扩张为与建筑创作紧密关联的媒介形式，利用图像进行着信息传递，使其自身力量逐渐超越了实体空间，成为了建筑的本体和原型。法国当代著名建筑师让·努维尔（Jean Nouvel）十分关注建筑表皮的图像呈现，他认为建筑表皮与视觉图像的整合将在一定程度上使建筑转换成平面。在新哥本哈根音乐厅的设计中，努维尔运用玻璃纤维和PVC材质，将建筑表皮变成了一个巨大的屏幕，一些音乐家们的影像在屏幕上若隐若现，映射出朦胧虚幻的视觉效果（图1）。在这里，建筑表皮处于随时变化之中，建筑的信息和传媒属性替代了传统的功能特性，建筑实体被削弱。努维尔曾这样评论这座建筑：“这是一座充满了神秘色彩的建筑，是让人产生遐想的平行空间，是影像、灯光、色彩共同表现的场所。”

雅克·赫尔佐格（Jacques Herzog）与皮埃尔·德梅隆（Pierrede Meuron）的建筑表皮较多地呈现出媒介化的特征，视觉图像、文字符号、灯光色彩都有可能成为他们对建筑表皮构思的源泉。赫尔佐格曾说：“我们从不执着追求建筑的意义，而将精力和兴趣投放到直接的物质和精神情感中，所以我们的建筑是反再现的。我们的目标是掠过建筑思想、历史文脉、社会文化等复杂层面，为每个地方、每个人提供最直接、最基本、易理解的设计。”因此，他们的建筑更多地关注于直观信息的传达，通过表皮的材料、肌理、光影的变化，为人们提供直接的感官体验。他们设计的慕尼黑安联大球场是一个可以变换色彩的巨大发光体，这得益于建筑半透明的菱形ETFE膜表皮和发光装置的共同作用。值得注意的是，建筑表皮所投射出的灯光颜色并不是随意变换的，而是有针对性地展现。红、蓝、白三色灯光分别对应着不同球队的队服颜色，使人们即使不看赛前预告也能准确获知哪支球队在比赛。并且当主队进球时，建筑表皮的主队颜色还会增强。总之，这座建筑通过表皮灯光的颜色、强度、持续时间、闪烁频率等生动地传达了赛事信息，突出了建筑的表现力（图2）。

图1 新哥本哈根音乐厅

图2 慕尼黑安联大球场

当代建筑表皮媒介化是建筑创作信息化的结果，是大众文化与传播媒介普遍融合背景下的应对策略，是在瞬息万变的社会环境中对传统空间观念的突破。可以说，媒介化的建筑表皮敏感地捕捉了信息时代的精神，充分地反映了信息时代的特征。

二、空间虚拟化

空间虚拟化意指在建筑空间中，营造一个“用计算机生成、进入并维持的多维、人造或虚拟的现实”[3]，使空间具有虚拟性和交互性的特征。也就是说，空间的虚拟化包含两层含义：一是对现实的模拟，通过计算机技术使空间中的人在虚拟信息中产生类似于真实三维空间中的环境体验；二是对信息的扩展，向空间中的人输送大量信息并与之产生交互式的信息交流。

当代信息社会的本质是非物质性，传统的以物质生产为主的产业逐渐被现代科技和信息所主导，建筑也在一定程度上呈现出非物质化的特征。一些建筑师在设计中发展了虚拟的时空观念，营造出了非物态的虚拟空间。著名建筑大师雷姆·库哈斯（Rem Koolhass）曾预言：“在未来的数年里，建筑会遭遇到史无前例的巨大竞争，虚拟空间的蓬勃发展将把我们从真实世界里剥离出来，这绝对是难以想象的。我们无法继续维持我们存在的区域和界限，因为它们正在悄无声息地合并。我们进入了一个更虚幻、更灵活的领域——电子领域。”[4]值得注意的是，虚拟空间并入实体空间，并不意味着使实体空间变小了，而是将自身携带的信息作为一种空间属性实现对实体空间的模拟和扩展。

相对于我们所存在的静态物理性空间，虚拟空间的信息是流动而多维的，它们以文字、声音、图像、灯光等各种可被感知的形式穿梭于实体空间中并与之相互渗透，最终重构一个多维度的时空环境。在这个环境中，信息的传递方式较为直接而有趣，能够充分地调动人们的各种感官知觉去有效地使用空间，增强人们与空间的交流以及对空间细节的关注。荷兰NOX建筑师事务所一直在探索信息社会中人与空间、技术的交互作用，其创始人拉斯·斯普布洛伊克（Lars Spuybreok）曾说：“我们正处于信息时代，在这个时代里，我们的身体、语言以及我们存在的世界都正在极端液态化，形式、物质与媒体混合在一起，空间与信息融合在一起。”[5]在NOX设计的水上展览馆中，设置了多种传感器，用来探测参观者的每一个动作。这些传感器连接着激光束发射装置，并且投射到一套网格中，形成一个多元集成的控制系统。当空间中的人触碰到激光束时，就会被传感器感应并产生相应的信号传播到网格，此时空间中的蓝色灯光系统被激活，并呈波浪状扫过，形成了虚拟的、活动的水空间。同时，这些虚拟的水会随着参观者在行进过程中动作的变化而产生不同的光色变幻，使空间中的每一个人都获得不同的空间体验。在这里，空间是模糊的，信息是无限的（图3）。

图3 水上展览馆

图4 今日美术馆“未来馆”

位于北京的今日美术馆作为我国第一家民营公益性的当代艺术馆，一直竭力促进当代艺术活动与公众之间的良性互动。2015年8月，该馆中具有先锋性空间概念的“未来馆”开幕，并在其中增加了虚拟展览和增强现实（AR）展览的形式。借助360全景展示技术和数字化技术，展馆中的二维图像被模拟成真实的三维空间，且其中每一个像“点”存在的展览都形成了一个立体空间，极大地丰富了展示的效果。同时参观者可以自由操控图像功能，使其放大、缩小或移动，由此带来了三维虚拟空间的形式变化，使观众能够完全沉浸在展示环境中，多层次地理解艺术品（图4）。

建筑空间的虚拟化设计加强了信息的传播与交流，使人们对空间信息的获取不再是单向度的，而是空间、人、信息的深度对话。

三、过程数字化

建筑设计的数字化过程体现在两个方面：一是在设计创作阶段使用数字技术在计算机中生成和控制设计对象的形态，并且可通过改变其中的某些参数而产生不同的结果，自动生成多种选择方案，使得复杂建筑形体的处理变得更加简便和精确，建筑设计也更加灵活；二是在实际建造过程中使用数控设备建构建筑或生产建筑构件，使得以前只能停留在纸上的一些非线性、多维、扭曲面等难以建造的建筑形体迎刃而解。

当今信息时代，科学与技术的发展深刻影响了人类生产生活的方方面面，也给建筑设计领域带来了强烈的冲击。数字化设计技术作为极具代表性的高新技术成果，对建筑设计的影响远远超越了辅助设计工具的一般作用，而是在深层次推动了建筑师对新的建筑形态、空间、结构的探索和实践。可以说，当代建筑设计已经由理性标准化的工业时代设计特点转向以数字技术为主要手段的信息化创作方式。

格雷戈·林恩（Greg Lynn）在建筑创作中崇尚数字化设计，他认为：“当代的计算机数字设计可以促使建筑师们消除诸如历史、传统理论等堆积在它们脑中的东西。”[6]他在其作品集《动态形式》中，阐述了他的数字化设计过程：首先依据项目的场地环境分析建筑的限制条件，然后在电脑中将它们转化为造型参数，获得一定的形式范围，最后通过调整数据和控制动态时间确定最终的建筑形式。他的大多数作品形式如拓扑形、折叠形、泡状物等都是运用数字技术创作的成果。

SMG是高技派建筑大师诺曼·福斯特（Norman Foster）的建筑事务所中一个以项目为主导的团队，在瑞士的Chesa Futura住宅项目中，他们设计了一个形态类似梨形的包裹空间（图5）。为了确保建筑形态的实施以及尽可能地使建筑拥有良好的景观视域，必须在建筑下方利用8根支柱将整个建筑托起，而且建筑朝南面要尽可能开敞，以便获得充足的采光和对景观的俯瞰，而北面则需封闭以满足保温的需求。同时，为了使建筑与周围环境能够融为一体，设计师希望利用当地木材作为建筑表皮的材料。然而这面临了两个难题：一是结构问题，需保证木材在当地气候湿冷的情况下性能的可靠性，以及屋顶、骨架、墙面等结构构件在拼接时的精确性，避免过多的变形；二是信息问题，由于建筑形态的不规则性，建筑构件的数量和种类较多，需要便捷高效的信息传递，以避免在施工过程中因拼接构件而繁乱。针对这些技术问题，SMG设计了名为“Marcos”的数字软件，并将结构施工人员按照不同的构件种类分成不同的工作小组，但是都由同一个软件数据库来操控。在设计与施工的间隙，SMG运用快速成型的数控设备将部分产品模型生产出来并进行校验，然后将测得的数据信息输入到“Marcos”软件中进行核对。通过对数字软件的精确操作以及数控设备的运用，使得建筑的各界面优雅、顺滑地联接在一起，最终完美地实现了建筑形体的创造。

图5 Chesa Futura住宅

随着当代数字化技术的高效性与便利性逐渐显现，国内一批建筑师也纷纷开展了数字化设计的探索和实践，清华大学建筑学院的徐卫国教授便是其中的代表人物。他主持设计的武汉凯迪科技园餐厅，运用数字化技术实现了曲线流动的建筑形体和渐变的立面肌理效果。具体过程为：首先根据基地周围环境，分析景观视线和光照需求，确定建筑的遮阳及开窗形式，并将其转化为设计的影响参数进行位图编辑；接着运用Maya软件中的MEL语言，将位图中的数值与遮阳的范围以及开窗的面积相关联，并通过调整数值带来形式变化；然后从若干种形式结果中确定结构的合理性，形成具有变化的立面网格；最后运用类似的方法，综合室内功能布局、就餐视线等因素，形成最终的建筑形体（图6）。

图6 武汉凯迪科技园餐厅

可以看出，建筑设计的数字化过程更多的是对当代高技术中的非物质性的“软件”应用，而非工业时代对物质性的有形机械的重视。

四、结语

在当今社会信息化浪潮中，建筑领域在不同层面上都产生了深刻的变革，建筑师的创作也比任何时候都更为自由与活跃，纷纷突破了传统空间的藩篱，通过表皮媒介化、空间虚拟化、过程数字化的方式，消解了建筑表皮与空间、物质与非物质、真实与虚拟之间的界限，朝着更为广阔的信息化设计领域发展。建筑正在成为“非建筑的东西”——信息的承载体或都市生活镜像的万花筒。

[1] [英]雷蒙·威廉斯．关键词：文化与社会的词汇[M]．刘建基译．北京：生活·读书·新知三联书店，2005．203．

[2] [美]蒂尔·韦勒．建筑表皮——从单纯的物质需要到美观需求[J]．李菁译．世界建筑，2008，（04）：26．

[3] [英]詹姆斯·斯蒂尔．当代建筑与计算机——数字设计革命中的互动[M]．徐怡涛，唐春燕译．北京：中国水利水电出版社，2004．26．

[4] 朱涛．信息消费时代的都市奇观——世纪之交的当代西方建筑思潮[J]．建筑学报，2000，（10）：16．

[5] Peter Zellner. Hybrid Space[M]．London: Thames & Hudson, 1999．139.

[6] [英]休·奥尔德西—威廉斯．当代仿生建筑[M]．卢昀伟，等译．大连：大连理工大学出版社，2004．151．

The Mediumlization, Virtualization and Digitization of Contemporary Architectural Design

WANG Yu

(School of Art and Design, Suzhou University, Suzhou Anhui 234000, China)

This paper started from the cultural characteristics of contemporary information society, explored its impact on the construction field, and pointed out that many contemporary architects have broken through the restriction of traditional concept of space and capture the spirit of the information age sensitively. It presented the characteristics of exterior mediumlization, space virtualization and process digitization in architectural design.

contemporary; architectural design; mediumlization; virtualization; digitization

J59

A

2095－414X(2017)05－0056－04

汪瑜（1987-），女，助教，硕士，研究方向：环境艺术设计.